有振幅调制和位相畸变光束通过光阑的变化

用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和统计光学方法对有振幅调制和位相畸变光束分别通过硬边和软边光阑的传输特性作了详细研究。数值计算结果表明近场和远场光强分布与截断参数、系统菲涅耳数、光束的振幅调制和位相畸变参数均有关。     

有振幅调制和位相畸变激光通过空间滤波器的传输

用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和统计光学方法对有振幅调制和位相畸变激光通过空间滤波器的传输特性作了详细研究.并对空间滤波器中滤波小孔最佳尺寸的选取条件进行了讨论.数值计算结果表明,最佳滤波小孔尺寸与系统菲涅耳数、光束截断参数以及光束的位相畸变参数等有关.     

有振幅调制和位相畸变光束的非线性传输

从广义惠更斯-菲涅耳衍射积分和B积分定义出发,并利用统计光学方法,对有振幅调制和位相畸变光束的非线性传输特性作了详细研究.     

有关光束质量的若干基本问题及其新进展

提出并研究了光束传输领域有待解决的三类基本问题：１）光束质量的定义及实际测量方法比较；２）任意光束经实际光学系统的传输；３）任意实际光束的非线性传输。主要着重于提出解决问题的方法，具体地以高斯随机变量模拟位相畸变，解析地分析了光束质量与位相畸变特征量间的关联；以按空间频谱展开方法，处理任意光束的非线性谐波转换过程。     

自适应光学中的大气色散效应

用Zernike多项式展开的方法讨论了双波长自适应光学系统中的大气色散效应。根据位相展开系数的双频相关求得了大气色散产生的剩余位相误差。结果表明:虽然大气色散会使位相补偿不完全,但用比发射激光波长更短的光源为信标,并将信标位相畸变量与比值λ_2/λ_1(信标波长/发射波长)的乘积作为位相预畸变,能较好地校正发射光束的位相畸变。     

位相畸变三次谐波转换

研究了KDP晶体TypeⅠ /TypeⅡ角度匹配的三倍频方案中 ,离散效应和基波位相畸变对三次谐波的影响。重点考虑了位相畸变所带来的在光束全口径上e光折射率以及相位失配等的变化 ,分析了功率密度分布为超高斯型且具有Zernike多项式表述的各阶像差的光束的三次谐波转换过程 ,得到了不同像差对三次谐波横向光功率密度分布的影响以及转换效率变化曲线。     

利用非周期PPLN晶体改善半导体激光束质量

研究了倾斜非周期PPLN中二次谐波感受到的空间相移 ,结果表明可用来补偿入射基波的任意空间位相畸变。将其应用在横向位相畸变的半导体激光束的质量改善上 ,可以获得转换效率近于传统PPLN的具有衍射极限光束质量的谐波输出     

全内反射自泵浦的位相共轭

南加州大学已经演示了一种不需要外反射镜和外泵浦光束的自起动位相共轭器。据该校物理系的范伯格说,这个装置的整体由一块BaTiO3单畴晶体构成。范伯格指出，自泵浦系统能够校正光学畸变，使严重畸变的光束恢复原有的像分辨率。     

双侧对称抽运横流液体激光器的光束质量分析

为了提高横流液体激光器的光束质量,采用ANAYS软件分析了双侧抽运液体激光器的液体介质的温度分布,对不同流速条件下的非稳腔光场分布和光束质量M~2因子进行了数值计算。结果表明,存在一个使光束质量M~2因子较优的液体流速,并针对该类激光系统中增益和折射率梯度分布都关于抽运方向对称分布的特点,采用柱透镜补偿波前畸变效应,将光束质量因子由24降低到12.5,说明柱透镜补偿位相畸变能有效地提高液体输出光束质量。     

位相叠加效应对连续位相板束匀滑特性的影响

在大型激光系统的运行过程中，为了对相位畸变导致的焦斑分布不均匀进行改善，在光路通常会使用连续位相板(CPP) 来进行远场束匀滑。根据CPP 面型的随机特性，利用统计的方法对位相板与畸变波前相位的叠加特性进行了计算，系统研究了连续位相板对光束波前分布实现控制的机理。从CPP面形的概率密度与远场直方图之间的关系出发，推导了畸变波前通过CPP 后远场光强分布的表达式，从理论上解释了这种束匀滑器件的工作原理及特性。通过数值模拟计算了不同畸变光束经过CPP后的远场直方图，对结果进行比较并分析了不同面型特性对最终束匀滑效果的影响。结果证明:位相板能在焦斑光强上起到卷积滤波的作用，从而实现光束匀滑效果。从原理上解释了CPP 在具有小相关长度时具有更高匀滑效果这一特性，为实际面型设计和优化提供理论基础。另外，应用统计几何光学方法进行分析，可有效降低波前叠加分析的难度。     

阵列合成激光束在湍流大气中传输的研究进展

多路激光束合成是获得高功率和高能量激光输出的有效途径,因此,多年来光束合成方法和技术得到了广泛的关注和深入研究。近年来,随着空间光通信和激光传播工程等应用需求的发展,合成光束在湍流大气中的传播过程及其规律研究也逐渐成为光传播研究领域的热点问题。针对多种典型激光阵列合成光束,首先对比分析了广义Huygens-Fresnel原理、Rytov微扰近似以及随机相位屏数值模拟等方法在激光阵列合成光束大气传输研究中的应用;其次,阐述了合成光束传播应用研究中的桶中功率、衍射极限倍数 、 因子、光束传输因子等光束质量评价因子的评价作用;最后,根据阵列合成激光束的研究现状和成果,提出了应进一步深入研究的问题。     

多光束照明方式对平滑光强起伏效果的影响研究

基于多光纤耦合输出半导体激光作为照明光源的主动成像系统比较了多束非相干聚焦光束和准直光束平滑光强起伏的效果,分析了两种光束受湍流引起的光束短期扩展和束心抖动的异同,为多光束照明方式提供了参考。采用相位屏近似方法模拟激光大气传输,模拟结果表明对这种主动成像系统采取准直发射方式可以有效平滑光强起伏,而聚焦发射方式则不能实现此目的。     

Laser irradiance propagation in turbulent media

The results obtained in recent years on laser irradiance propagation in random weakly inhomogeneous media with large scale index of refraction fluctuations are reviewed. Of particular concern are the problems of the cozrelation theory of fluctuations of irradiance propagating over large distances, where the effects of multiple scattering are greatly pronounced. Much attention is paid to the results on laser beams spread and phase fluctuations. Consideration is given to problem of the study of spatial spikes of irradiance that had passed through a turbulent media; which is comparatively new but important for practical applications. Systematic comparison of the theory with experiment is given where appropriate. The methods of analyses reviewed in this paper are applicable to a class of stochastic and dynamic partial differential equations and thus may be of interest in other areas of engineering reseach.     

球差透镜对超高斯光束光束质量影响的研究

根据束宽的传输方程,采用双曲线拟合的方法,计算了超高斯光束通过球差透镜后的M2因子。同时还研究有球差的超高斯光束在透镜几何焦面和实际焦面上的桶中功率(PIB)。以M2因子和PIB作为光束质量评价的参数,进行了详细的数值计算来说明球差对超高斯光束光束质量的影响,并与有球差的高斯光束做了比较。得出了一些有实际应用意义的结果。     

高斯光束通过位相板后的变化

对基模和高阶高斯光束通过位相板后的变化作了详细的计算分析.研究表明,位相板可以改变光场分布和用功率含量百分比定义的Me2 因子,甚至使Me22.     

Quantum phase noise and field correlation in single frequency semiconductor laser systems

The influence of quantum phase fluctuations which affect single frequency semiconductor lasers in various coherent detection systems is discussed in terms of photocurrent autocorrelation and spectral density functions. The general treatment given in this paper can be applied in diverse practical cases and points out the problems of phase correlation and phase matching between the two mixed optical beams. In the more general case the photocurrent spectrum is found to be composed of discrete and quasi-Lorentzian parts whose energies and spectral spreads are discussed as a function of the laser line width, the phase matching and the phase correlation between the two coherently combined fields.     

激光的参数描述和光束质量

激光光束质量是一个很有现实意义的论题。对实际激光,一方面或多或少存在硬边光阑光学元件影响。另一方面,人们常对远场激光束的可聚焦能力感兴趣。对有光阑情况时光束传输因子(M^2因子)的推广作了讨论。对有代表性的3种方法,即广义截断二阶矩法、渐近分析法和自收敛束宽法及其应用作了分析。引入了桶中功率(PIB)和β参数用以描述远场光束质量。然后,研究了实际应用对激光光束质量的一些要求和相关的评价参数。最后,讨论了复杂的高功率激光系统的全程光束质量控制问题。